ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Развитие химических методов из "Химия в обработке металлов" Первые результаты были не столь эффективными, как в опытах со стеклом, — химическое действие было незначительным. Изменение веса в зависимости от окружающей газовой атлюсферы составляло всего лищь десятые доли процента. Незначительные изменения объяснялись тем, что полирование проводилось в водной суспензии, где процессы окисления металла с вытеснением водорода, несомненно, имели место. [c.7] Вслед за тем были предприняты серии опытов, где создавались условия полной невозможности окисления металла или, наоборот, условия весьма быстрого окисления. Это осуществлялось присоединением полируемого образца попеременно к катоду или аноду. Соответственно было установлено замедление или ускорение процесса полирования в 10 раз и более. [c.7] Гребенщиков в своей классической работе Роль химии в процессах полирования , опубликованной еще в 1934 г., но ни в коей мере не утратившей своего большого значения и в настоящее время, выступил с критикой основных теорий — теории пластической деформации, теории поверхностного оплавления и ряда других. Одновременно на основании экспериментально установленных данных им была предложена новая теория процесса полирования, в которой главная роль отводится химическим явлениям. С этой точки зрения полирование следует рассматривать как процесс образования и удаления окисных либо других химических соединений, создаваемых на поверхности металла под влиянием окружающей среды или специальных паст химического действия. [c.7] Новая теория наиболее- полно объясняет сущность процесса полирования и вместе с тем вполне согласуется с современными представлениями о получении гладкой недеформированной поверхности, обладающей лучшим сопротивлением износу, повышенной коррозийной стойкостью, прочностью и другими свойствами, характерными для полированных поверхностей. [c.7] Следует заметить, что независимо от указанной теории известны случаи, когда практики приходили к необходимости применения химии в обработке металлов. [c.8] В истории техники встречается немало химических веществ, которыми успешно пользуются, когда требуется достигнуть гладкой зеркальной поверхности. Нашатырный спирт, лимонная кислота, стеарин, каустическая сода, зеленое мыло, говяжье сало и другие химические материалы находили и находят применение при чистовой отделке различных предметов из меди, алюминия и других металлов. Были и другие наблюдения. Гальва-ностеги, например, замечали, что серебряные аноды в гальванической ванне иногда приобретали в процессе растворения гладкую поверхность. [c.8] Еще в 1910 г. русским инженером Е. И. Шпиталь-ским были проведены опыты и получен патент на электролитическое полирование металлов. В 1931 г. В. Н. Гусев предложил подвергать обрабатываемые поверхности электрохимическому анодному растворению и этим облегчить сверление заготовок повышенной твердости. [c.8] И сейчас появляются сообщения на эту тему. Так, недавно австралийские ученые установили, что уксусная кислота, присутствующая в древесине, ускоряет затупление пил у лесорубов. Достаточно подключить пилу к отрицательному полюсу источника постоянного тока напряжением 10 в, как разъедающее действие уксусной кислоты прекратится. В противном случае пила сама заряжается от трения о древесину подключение пилы к положительному полюсу ускоряет разрушение инструмента. [c.8] В отличие от традиционных механических способов резки, в металле не создается остаточных напряжений и деформированного слоя. Однако отрывочные замечания, которые можно встретить в практике, носят случайный характер догадок. Основательные экспериментальные исследования роли химии в процессах обработки металлов начаты в 30-х годах. С этой целью в 1934 г. на Кировском заводе в Ленинграде была создана первая в нашей стране и за рубежом специальная лаборатория по изучению и развитию применения химии в обработке металлов. Благодаря трудам этой лаборатории был широко внедрен метод химико-механической доводки и полирования пастами Государственного оптического института (пасты ГОИ). [c.9] Химически активные вещества, входящие в состав паст (сера, стеарин, олеиновая кислота, силикагель), а также полученная особым путем окись хрома способствуют образованию химических соединений на поверхности металла в виде тонких пленок и облегчают их удаление. Толщина пленки определяет предельную точность доводки. Величина выступов и впадин не превышает сотых долей микрона. Исключительно большая точность и чистота поверхности едва ли могли быть получены ка-ким-либо другим, не химическим способом, где бы сам процесс не регулировал толщину снимаемых слоев. 11— 12-е классы чистоты поверхности достигаются, как правило, уже на первой операции — после обработки грубой 40-микронной пастой. [c.9] Это исключительное свойство паст ГОИ придавать высокую степень гладкости за одну операцию отличает их от всех других полирующих составов. Оно позволяет преодолевать в значительной степени неизбежное в механической обработке противоречие между производительностью процесса и шероховатостью поверхности. В процессе химико-механической доводки применяют притиры-полировальники из материалов, устойчивых к воздействию паст, поэтому износ детали превалирует над износом пр.итира, что позволяет сохранить точность притира в течение более продолжительного времени. [c.9] Этот способ нашел свое дальнейшее развитие в процессах шлифования с применением электролитов. [c.10] Работами Самарцева и др. [16] установлено, что при шлифовании химические реакции играют еще большую роль, чем при доводке и полировании. Они могут не только сопутствовать процессу, но и в ряде случаев оказаться решающими. Одним из таких примеров является шлифование твердых сплавов в растворах электролитов, где. процесс может быть ускорен в десятки раз. [c.10] Исследование шлифования в растворах электролитов выяснило, что этот процесс коренным образом отличается от механического шлифования. При шлифовании в присутствии электролитов не наблюдается соответствия между твердостью абразива и производительностью процесса, — шлифованная поверхность не имеет штрихов и рисок. [c.10] При химико-механическом методе в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью не возникает высоких давлений и температур, которые могли бы привести к появлению напряженности и структурным изменениям в поверхностных слоях деталей. [c.10] В этих процессах химически активная среда, в которой происходит шлифование, образует при взаимодействии с металлом твердые продукты реакции, покрывающие обрабатываемую поверхность тонким слоем и защищающие ее от дальнейшего химического разрушения. Защитный слой затем снимается инструментом и вновь возобновляется на обнаженной металлической поверхности под воздействием электролита. [c.10] При наложении тока анодное растворение сопровождается механическим удалением продуктов реакции. С этой целью обрабатываемую заготовку присоединяют к положительному полюсу источника постоянного тока. Между заготовкой и вспомогательным электродом, отделенным от нее слоем электролита толщиной всего в десятые доли миллиметра, создается электрическое поле, направленное таким образом, чтобы атомы металла заготовки переходили в раствор в виде ионов. По мере растворения материала заготовки вспомогательный электрод автоматически продвигается так, чтобы толщина слоя электролита в межэлектродном зазоре оставалась постоянной. [c.11] При высоких плотностях тока (сотни ампер на квадратный сантиметр) и недорогостоящих электролитах (слабоконцентрированные растворы солей) производительность процесса обработки достигает огромных величин (тысячи кубических миллиметров в минуту). [c.11] Для удаления продуктов электролиза электролит пропускают через пространство между электродами под давлением. Направляя и регулируя электрохимические реакции таким путем, можно воспроизводить контур вспомогательного электрода, получая полые поверхности с высокой степенью чистоты (11-го класса). Продукты электролиза могут удаляться протоком электролита и абразивным кругом или брусками, совершающими возвратно-поступательное движение. В качестве абразива применяют алмазные и корундовые круги или бруски на металлической или графитовой электропроводной связке. [c.11] Из-за неустановившейся терминологии электро-хи-мико-механическая обработка получила разные названия — электрохимическая, электролитическая, анодномеханическая. Однако, независимо от названия, развитие техники изготовления деталей из труднообрабатываемых сплавов, все больше применяемых в современном мире, пошло по пути электро-химико-механиче-скому. [c.11] Вернуться к основной статье